Генетический код не универсален
Ученые случайно открыли ДНК, которая нарушает «универсальные» правила жизни: у микроскопического протиста (группа микроорганизмов, которые не относятся ни к животным, ни к растениям, ни к грибам) два стоп-кодона вместо остановки кодируют разные аминокислоты.
Представьте, что генетический код — это инструкция по сборке белков, как рецепт на кухне. В обычных организмах три «стоп-кодона» (TAA, TAG и TGA) работают как точки в конце предложения: они говорят «всё, остановись, белок готов». А у этого крошечного протиста из оксфордского пруда два из них вдруг перестали быть точками: TAA теперь значит «добавь лизин», а TAG — «добавь глутаминовую кислоту». Только TGA остался обычной остановкой. Получается, что «рецепт» читается дальше и белки собираются по-другому. Именно это и обнаружили британские учёные из Earlham Institute.
Исследователи из Earlham Institute (Великобритания) под руководством постдока Джейми МакГоуэна изучали геном протиста Oligohymenophorea sp. PL0344, собранного из пруда в Oxford University Parks. Во время тестирования новой методики секвенирования ДНК из одной клетки они обнаружили уникальное изменение генетического кода.
Работа проходила в Великобритании. Ученые анализировали геном и транскриптом ранее неизвестного вида ресничных протистов (цилиат). В обычных организмах стоп-кодоны TAA, TAG и TGA служат сигналами окончания гена. У этого протиста только TGA остался стоп-кодоном, а TAA теперь кодирует лизин, а TAG — глутаминовую кислоту. Это сочетание раньше не встречалось.
"Это чистая удача, что мы выбрали именно этого протиста для тестирования нашей секвенирующей системы. Это показывает, насколько мало мы знаем о генетике протистов",— отметил доктор Джейми МакГоуэн.
Протисты — это огромная и разнообразная группа эукариот, которые не относятся ни к животным, ни к растениям, ни к грибам. Они включают амеб, водоросли, диатомеи и многих других. Ресничные (цилиаты), к которым относится найденный организм, особенно часто нарушают стандартный генетический код.
"Определение протиста довольно расплывчатое — по сути, это любой эукариот, который не животное, не растение и не гриб. Эта группа крайне разнообразна: есть охотники и жертвы, паразиты и хозяева, пловцы и сидячие формы, те, кто питается разной пищей, и те, кто фотосинтезирует. По сути, обобщений почти не бывает",— объяснил доктор МакГоуэн.
Раньше ученые считали, что TAA и TAG меняются только вместе и обозначают одну и ту же аминокислоту. Новый организм показал, что эволюция может разводить эти кодоны по разным смыслам. Кроме того, у него больше TGA-кодонов, чем обычно, — это, вероятно, помогает компенсировать потерю двух других стоп-сигналов и предотвращать «прочтение» генов дальше нужного.
Почему это важно?
Представьте, что вы пишете инструкцию по сборке мебели, а в конце вместо точки вдруг стоит слово, которое значит «добавь еще ножку». Организм при этом отлично живет. Это напоминает нам, насколько гибкой может быть жизнь. Для обычного человека открытие говорит: природа полна сюрпризов даже в луже под ногами. Такие находки помогают лучше понимать, как работает эволюция, и подсказывают новые идеи для синтетической биологии — например, как создавать организмы с полностью переписанным кодом для производства лекарств или материалов.
Открытие касается микроскопического пресноводного протиста и пока не имеет прямого отношения к лечению болезней человека. Однако оно напоминает, что генетический код не абсолютно фиксирован. Любые выводы о «переписывании» ДНК в медицине требуют огромной осторожности и многолетних исследований. Самостоятельно интерпретировать такие данные или пытаться применять их на практике нельзя.
Исходный материал можно прочитать тут.